CN107781157B - 一种减小流量脉动的液压泵用柱塞 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种减小流量脉动的液压泵用柱塞，包括柱塞体(1)，柱塞体(1)的内部设有左右贯通的中心通孔(8)，柱塞体(1)的右部加工有环绕中心通孔(8)布置的环形腔(5)，环形腔(5)的开口位于柱塞体(1)的右端面，环形腔(5)的右部内侧装配有将环形腔(5)封闭的膜片(3)；柱塞体(1)的内部还加工有连通外部空间与中心通孔(8)的油路通道(7)、连通外部空间和环形腔(5)的气路通道(6)，所述油路通道(7)和气路通道(6)中分别装配有单向阀一(4)和单向阀二(2)。该柱塞能有效解决柱塞运动过程中出现的脉动问题，能降低压力波动，减小噪声，其自身惯性小，并能提高泵的容积效率。

Description

一种减小流量脉动的液压泵用柱塞
技术领域
本发明涉及液压泵和液压马达设计与制造技术领域，具体涉及一种减小流量脉动的液压泵用柱塞。
背景技术
柱塞作为柱塞泵中的重要元件，其性能好坏影响着柱塞泵的优劣。柱塞的性能优劣，直接影响着泵的流量脉动、振动和噪声的大小。通过优化柱塞的设计，可以达到减小噪声的方目的。传统的柱塞由于是实心的，自身惯性大，其对斜盘的惯性力也较大。图1为现有技术中的一种具有中心空腔的柱塞，虽然因为设置了中心空腔而解决了惯性大的问题，但是其并不能有效减小运动过程中频繁的流量脉动的问题，另外，中心空腔的引入，增大了无效的容积，从而低了泵的容积效率，使得消耗在柱塞上的能量损失增加。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种减小流量脉动的液压泵用柱塞，该柱塞能有效解决柱塞运动过程中出现的流量脉动问题，其自身惯性小，且对斜盘的惯性力也较小，并能提高泵的容积效率。
为了实现上述目的，本发明提供一种减小流量脉动的液压泵用柱塞，包括柱塞体，柱塞体的内部设有左右贯通的中心通孔，柱塞体的右部加工有环绕中心通孔布置的环形腔，环形腔的开口位于柱塞体的右端面，环形腔的右部内侧装配有将环形腔封闭的膜片；
柱塞体的内部还加工有连通外部空间与中心通孔的油路通道、连通外部空间和环形腔的气路通道；油路通道的数量至少为一个；所述油路通道和气路通道中分别装配有单向阀一和单向阀二。
在该技术方案中，柱塞体中环形腔的设置能够有效减轻柱塞的质量，从而能减小柱塞的惯性力，能有效降低柱塞泵工作时的振动和噪声。同时，环形腔的右部设置有膜片，当柱塞腔的压力升高时，压力油直接作用于膜片，膜片会产生向左部突出的形变来降低压力，以吸收流量的脉动，当柱塞腔的压力降低并且出现负压时，单向阀一打开，外部油液进入中心通孔中以补偿压力，同时，膜片会产生向右部突出的形变来补偿压力，不仅能防止因压力太低而产生的气穴现象，还能减小流量的脉动。该柱塞体结构简单，其内部的环形腔可直接加工，因此，该柱塞体可一体成型，能有效简化加工工艺。膜片可以直接通过环形腔的开口伸入环形腔中进行固定，因此，该柱塞体的装配过程也更加简单。通过单向阀二与环形腔连通，可以通过单向阀二向环形腔中预充一定的压力，环形腔中预充压力会使膜片的变形量受到内部压力的控制，从而可以调节膜片的变形量，能提高吸收流量脉动的效果，也能提高该装置的通用性。
进一步，为了提高膜片在承受负压的工况下能有更好的抗变形能力，同时，也为了增大膜片的连接强度，在膜片的右侧设置有一对对称设置的条形限位部，条形限位部固定连接于环形腔中。
优选的，所述油路通道和气路通道的中段均设置有单向阀腔，单向阀一和单向阀二分别由装配于油路通道和气路通道中单向阀腔内部的单向阀芯和弹簧组成，单向阀芯通过弹簧的弹性作用以控制油路通道的封闭或打开。
作为一种优选，所述膜片安装在环形腔的右端。
进一步，为了提高连接强度，并能保证良好的密封性能，所述膜片采用激光焊接的方式固定安装在环形腔内部。
进一步，为了提高补偿压力的效率和效果，所述油路通道的数量为2至4条，多条油路通道环绕中心通孔均匀地布置。
进一步，油路通道的远离中心通孔的一端靠近柱塞体左部地设置。
本柱塞可以有效地吸收泵排油时的流量脉动，同时降低吸油时的吸空引起的气蚀的可能性，进而降低泵的流量脉动，能有效降低柱塞泵工作时的振动和噪声，能有效地提高泵工作时的平稳性。
附图说明
图1是现有技术中柱塞的结构；
图2是本发明的结构示意图；
图3是图2中A-A向的剖视图；
图4是图2中B-B向的剖视图；
图5是图2中C-C向的一个实施例的剖视图；
图6是图2中C-C向的另一个实施例的剖视图。
图中：1、柱塞体，2、单向阀二，3、膜片，4、单向阀一，5、环形腔，6、气路通道，7、油路通道，8、中心通孔，9、条形限位部，10、单向阀腔，11、弹簧，12、单向阀芯，13、球头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图2和图5所示，一种减小流量脉动的液压泵用柱塞，包括柱塞体1，所述柱塞体1的左端设置有用于连接滑靴的球头13，其在球头13右侧的部分为圆柱形，在球头13和圆柱形部分之间为向内凹陷的球颈。柱塞体1的内部设有左右贯通的中心通孔8，柱塞体1的右部加工有环绕中心通孔8布置的环形腔5，环形腔5的开口位于柱塞体1的右端面，环形腔5的右部内侧装配有将环形腔5封闭的膜片3；膜片3为具有弹性形变能力的材料制成，其最好由金属材料制成。
柱塞体1的内部还加工有连通外部空间与中心通孔8的油路通道7、连通外部空间和环形腔5的气路通道6；油路通道7的外端(远离中心通孔8的一端)靠近柱塞体1左部地设置，以便于柱塞体1左倍外侧的油能够通过油路通道7进入中心通孔8，最好设置在球颈部分，以能便于油液通过油路通道7进行中心通孔8；油路通道7的数量至少为一个；所述油路通道7和气路通道6中分别装配有单向阀一4和单向阀二2。单向阀一4和单向阀二2的进口均靠近柱塞体1外部的一侧，出口均靠近中心通孔8地设置。单向阀一4能防止中心通孔8中油液压力高时的中心通孔8中油液不会流走，当中心通孔8的压力降低后，外界的油液可以通过单向阀一4流入中心通孔8进行补充。单向阀二2的不仅能方便外部气体进入环形腔5中，而且还能保持环形腔5的气密封性能，同时，还能使环形腔5内维持着一定的压力。
柱塞体中环形腔的设置能够有效减轻柱塞的质量，从而能减小柱塞的惯性力，能有效降低柱塞泵工作时的振动和噪声。同时，环形腔的右部设置有膜片，当柱塞腔的压力升高时，压力油直接作用于膜片，膜片会产生向左部突出的形变来降低压力，以吸收流量的脉动，当柱塞腔的压力降低并且出现负压时，单向阀一打开，外部油液进入中心通孔中以补偿压力，同时，膜片会产生向右部突出的形变来补偿压力，不仅能防止因压力太低而产生的气穴现象，还能减小流量的脉动。该柱塞体结构简单，其内部的环形腔可直接加工，因此，该柱塞体可一体成型，能有效简化加工工艺。膜片可以直接通过环形腔的开口伸入环形腔中进行固定，因此，该柱塞体的装配过程也更加简单。通过单向阀二与环形腔连通，可以通过单向阀二向环形腔中预充一定的压力，环形腔中预充压力会使膜片的变形量受到内部压力的控制，从而可以调节膜片的变形量，能提高吸收流量脉动的效果，也能提高该装置的通用性。
如图6所示，为了提高膜片在承受负压的工况下能有更好的抗变形能力，同时，也为了增大膜片的连接强度，在膜片3的右侧设置有一对对称设置的条形限位部9，条形限位部9固定连接于环形腔5中。
如图3和图4所示，所述油路通道7和气路通道6的中段均设置有单向阀腔10，单向阀一4和单向阀二2分别由装配于油路通道7和气路通道6中单向阀腔10内部的单向阀芯12和弹簧11组成，单向阀芯12通过弹簧11的弹性作用以控制油路通道的封闭或打开。
作为一种优选，所述膜片3安装在环形腔5的右端。膜片3装配于环形腔5的右端，可以使环形腔5的容积更大，从而更有利于抵抗流量的冲击。
为了提高连接强度，并能保证良好的密封性能，所述膜片3采用激光焊接的方式固定安装在环形腔5内部。
如图2所示，为了提高补偿压力的效率和效果，所述油路通道7的数量为2至4条，多条油路通道7环绕中心通孔8均匀地布置。
工作过程中，当柱塞完成吸油动作向排油切换时，由于油液没有减小但体积减小造成压力升高，油液直接作用于膜片3，因为膜片3具有一定弹性，其会向左收缩，所以环形腔5的体积可以略微增大，一定程度上降低了压力冲击。当柱塞完成排油动作向吸油动作切换时，柱塞腔的体积增大而造成压力降低，膜片3因弹性作用而向右膨胀，一定程度上补偿了降低的压力。同时，当油液压力降低小于泵的壳体内的压力时，单向阀一7打开，有一定量的油液补充进来，能有效防止了气穴和气蚀现象。另外，通过单向阀二6可以向环形腔5中充入一定压力的气体，从而可以提高补偿效果。综上可见，本发明可以减小柱塞泵的流量脉动，也可以降低振动和噪声。

Claims (6)

1.一种减小流量脉动的液压泵用柱塞，包括柱塞体（1），柱塞体（1）的内部设有左右贯通的中心通孔（8），柱塞体（1）的右部加工有环绕中心通孔（8）布置的环形腔（5），环形腔（5）的开口位于柱塞体（1）的右端面，其特征在于，环形腔（5）的右部内侧装配有将环形腔（5）封闭的膜片（3）；
柱塞体（1）的内部还加工有连通外部空间与中心通孔（8）的油路通道（7）、连通外部空间和环形腔（5）的气路通道（6）；油路通道（7）的数量至少为一个；所述油路通道（7）和气路通道（6）中分别装配有单向阀一（4）和单向阀二（2）。
2.根据权利要求1所述的一种减小流量脉动的液压泵用柱塞，其特征在于，在膜片（3）的右侧设置有一对对称设置的条形限位部（9），条形限位部（9）固定连接于环形腔（5）中。
3.根据权利要求1或2所述的一种减小流量脉动的液压泵用柱塞，其特征在于，所述油路通道（7）和气路通道（6）的中段均设置有单向阀腔（10），单向阀一（4）和单向阀二（2）分别由装配于油路通道（7）和气路通道（6）中单向阀腔（10）内部的单向阀芯（12）和弹簧（11）组成，单向阀芯（12）通过弹簧（11）的弹性作用以控制油路通道的封闭或打开。
4.根据权利要求3所述的一种减小流量脉动的液压泵用柱塞，其特征在于，所述膜片（3）采用激光焊接的方式固定安装在环形腔（5）内部。
5.根据权利要求4所述的一种减小流量脉动的液压泵用柱塞，其特征在于，所述油路通道（7）的数量为2至4条，多条油路通道（7）环绕中心通孔（8）均匀地布置。
6.根据权利要求5所述的一种减小流量脉动的液压泵用柱塞，其特征在于，油路通道（7）的远离中心通孔（8）的一端靠近柱塞体（1）左部地设置。
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